公路桥梁荷载试验评定

公路桥梁荷载试验评定分析第一节：荷载试验的定义、目的及内容第二节：荷载试验准备工作第三节：荷载试验方案与实施第四节：荷载试验成果分析与评定第一节：荷载试验的定义、目的及内容桥梁的荷载试验是一种比较直观评定桥梁承载力的方法，而且比较为广大工程技术人员所接受。静载试验要是通过在桥梁结构上施加与设计荷载或使用荷载基本相当的外载，采用分级加载的方汰，利用检测仪器测试桥梁结构的控制部位与控制截而在各级试验荷载作用下的挠度、应力、裂缝、横向分布系数等特性的变化，将测试结果与结构相应荷载作用下的计算值与有关规范规定似作比较，从而评定出桥梁结构的承载能力。通过校验系数来说明结构潜在的承载力，相对残余变形反映了结构的工作状态。动力荷载试验主要是通过对结构进行脉动测试、汽车的行车、跳车、刹车激振或共他方式的激振试验测试桥梁结构上各控制部位的动挠度、功应变、模态参数（自振频率、振型、振型阻尼比、应变模态)，然后通过模态参数识别结构的损伤。1、1荷载试验的定义桥梁荷载试验是对桥梁结构工作状态进行直接测试的一种检定手段。试验的目的、任务和内容通常由实际的生产需要或科研需要所决定。一般桥梁荷载试验的目的有：1．检验桥梁设计与施工的质量对于一些新建的大、中型桥梁或者具有特殊设计的桥梁，在设计施工过程中必然会遇到许多新问题，为保证桥梁建设质量，施工过程中往往要求做施工监控。在竣工后一般还要求进行荷载试验，以检验桥梁整体受力性能和承载力是否达到设计文件和规范的要求，并把试验结果作为评定工程质量优劣的主要技术资料和依据。1.2荷载试验的目的2．判断桥梁结构的实际承载力旧桥由于构件局部发生意外损伤，使用过程中产生明显病害，设计荷载等级偏低等原因，有必要通过荷载试验判定构件损伤程度及承载力、受力性能的下降幅度，确定其运营荷载等级。同时，旧桥荷载试验也是改建、加固设计的重要依据。3．验证桥梁结构设计理论和设计方法对于桥梁工程中的新结构、新材料和新工艺，应通过荷载试验验证桥梁的计算图式是否正确，材料性能是否与理论相符，施工工艺是否达到预期目的。桥梁的荷载试验是一项复杂而细致的工作，应根据试验的目的进行认真的调查，并进行相关的理论分析，在此基础上周密地制定试验方案，对于所有可能出现的问题都要认真考虑并作出处理预案，制定切实可行的试验方案。荷载试验的主要内容为：⑴明确荷载试验的目的；⑵试验准备工作；⑶加载方案设计；⑷测点设置与测试；1.3荷载试验的内容⑸加载控制与安全措施；⑹试验结果分析与承载力评定；⑺试验报告编写。一般的，以上荷载试验内容主要包含在三个阶段：桥梁结构的考察和试验准备、加载试验与观测、测试结果的分析与评定。第二节：荷载试验准备工作2、1试验孔（联）的选择试验孔的选择应结合桥梁调查与检算工作一并进行。对多孔结构中跨径相同的桥孔（或墩）可选择1～3个具有代表性的桥孔进行荷载试验。选择时应综合考虑以下条件：(1)该孔（或墩）计算受力最不利；(2)该孔（或墩）施工质量较差，缺陷较多或病害较严重；(3)该孔（或墩）便于搭设脚手架及设置测点或试验加载实施；2、2搭设测试支架试验前应对观测脚手架搭设及测点附属设施设置、静载试验加载位置的放样与卸载位置的安排和试验人员的组织与分工做详细的计划安排.脚手架的搭设要因地制宜、牢固可靠，方便布置安装观测仪表，同时要保证不影响仪表和测点的正常工作，且不干扰测点附属设施。在不便搭设固定脚手架的情况下，可考虑采用轻便灵活的吊架、挂篮或专用的桥梁检查设备（检查车、检查架等）。2、3静载试验加载载位置的放样样与卸载位位置的安排静载试验前应应在桥面上对对加载位置进进行放样，以以便于加载试试验的顺利进进行。如加载载程序较少，，时间允许，，可在每程序序加载前临时时放样。如加加载程序较多多，则应预先先放样，且用用不同颜色的的标志区别不不同加载程序序时的荷载位位置。静载试验荷载载卸载的安放放位置应预先先安排。卸载载位置的选择择既要考虑加加卸载方便，，离加载位置置近一些，又又要使安放的的荷载不影响响试验孔（或或墩）的受力力，一般可将将荷载安放在在桥台后一定定距离处。对对于多孔桥，，如有必要将将荷载停放在在桥孔上，一一般应停放在在距试验孔较较远处以不影影响试验观测测为度。2、4试验人员的组组织与分工做做详细的计划划安排桥梁的荷载试试验是一项技技术性较强的的工作，应由由有资质的公公路桥梁检测测机构或专门门的桥梁试验验队伍来承担担。桥梁试验验队伍一般由由桥梁结构工工程师、专业业技术测试人人员、仪器仪仪表工程师、、熟练技术的的不同专业、、不同层次的的人员组成。。试验时应根根据每个试验验人员的特长长进行分工，，每人分管的的仪表数目除除考虑便于进进行观测外，，应尽量使每每人对分管仪仪表进行一次次观测所需的的时间大致相相同。所有参参加试验的人人员应能熟练练掌握所分管管的仪器设备备，否则应在在正式开始试试验前进行演演练。为使试试验有条不紊紊地进行，应应设试验总指指挥1人，其他人员员的配备可根根据具体情况况考虑。2、5其它准备工作作根据加载进行行的项目和桥桥址处的交通通状况应作好好加载试验的的安全措施、、加载方式的的选择、供电电照明设施、、通讯联络设设施、桥面交交通管制等方方面的准备工工作。第三节：试验验方案与实施施3、1荷载试验工况况的确定试验控制截面面应根据具体体的测试项目目而定在满足足鉴定桥梁承承载能力的前前提下，加载载试验项目应应抓住重点，，不宜过多。。一般应有2～3个主要内力或或位移控制截截面。此外，，可根据桥梁梁具体情况可可设置几个附附加内力控制制截面。3、2试验控制荷载载的确定荷载试验应以以设计荷载等等级相应的活活载效应控制制值或有特殊殊要求的荷载载效应值作为为试验控制荷荷载。根据桥梁需要要鉴定承载能能力的荷载：：汽车+人群（标准荷荷载）、平板板挂车或履带带车（标准荷荷载）、需通通行的重型车车辆，分别计计算其对控制制截面产生的的最不利荷载载效应（内力力和位移），，用产生最不不利荷载效应应较大的荷载载作为试验控控制荷载。确定静力荷载载试验各测试试项目的荷载载大小和加载载位置时，采采用静力荷载试验验效率ηq（etaeit）进行控制。为保证试验效效果，荷载效效率ηq应介于0.85～1.05之间。静力试验荷载载的效率按下下式计算：3、3试验荷载的加加载分级与控控制为了获取结构构试验荷载与与变位的相关关曲线以及防防止结构意外外损伤，对主主要控制截面面试验荷载的的施加应分级级进行，对于于附加控制截截面一般只设设置最大内力力加载程序加加载。加载级数应根根据荷载量和和加载最小荷荷载增量而定定。试验荷载载应按控制截截面最大内力力或位移分成成4～5级施加。受条条件所限时，，至少也应分分成3级施加。荷载试验应选选择温度较为为稳定的时间间段进行，加加载试验时间间一般以晚10时至晨6时为宜。3、4测点的布设静载试验的基本观测内容容如下：(1)结构的最大挠挠度和扭转变变位，包括桥桥梁上、下游游两侧的挠度度差及水平位位移等；(2)结构控制截面面最大应力（（或应变），，包括混凝土土表面应力和和最外缘钢筋筋应力等；(3)支点沉降、墩墩台位移与转转角，活动支支座的变位等等；第四节：荷载载试验成果分分析与评定4、1结构工作状况况评定分析校验系数ζ（zetazat）是评定结构工工作状况，确确定桥梁承载载能力的一个个重要指标。。对加载试验的的主要测点（（即控制测点点或加载试验验效率最大部部位测点）可可按下式计算算校验系数ζ：:试验荷载作用用下量测的弹弹性变位（或或应变）值；；:试验荷载作用用下的理论计计算变位（或或应变）值。。一般要求校验验系数ζ值不大于1。不同结构形式式的桥梁其ζ值一般不同，，ζ值的常值范围围可参见下表表。实测的结构或或构件主要控控制截面应变变沿高度分布布图符合平截截面假定；因因理论的变位位（或应变））一般按线性性关系计算，，故若测点实实测弹性变位位（或应变））与理论计算算值成正比（（其关系曲线接接近于直线）说明结构处处于良好的弹弹性工作状况况。测点在控制加加载程序时的的相对残余变位位（或应变））/越小，说明结结构越接近弹弹性工作状况况，一般要求求/值不大于20%，当其大于20%时，应查明原原因，若确系系桥梁强度不不足，应在评评定时酌情降降低承载能力力。在实际测试中中，通常通过过以下几个方方面来评价桥桥梁结构的动力性能。1、比较桥梁结结构频率的理理论值与实测测值，如果实实测值大于理理论计算值，，说明桥梁结结构的实际刚刚度较大，反反之则说明桥桥梁结构的刚刚度偏小，可可能存在开裂裂或其他不正正常的现象。。2、根据动力冲冲击系数的实实测值来评价价桥梁结构的的行车性能，，实测冲击系系数较大则说说明桥梁结构构的行车性能能差，桥面平平整度不良，，反之亦然。。3、实测阻尼比比的大小反应应了桥梁结构构耗散外部能能量输入的能能力，阻尼比比大，说明桥桥梁耗散外部部能量输入的的能力大，振振动衰减的快快；阻尼比小小，说明桥梁梁耗散外部能能量输入的能能力差，振动动衰减的慢。。但是，过大大的阻尼比可可能是由于桥桥梁结构存在在开裂或支座座工作不正常常等现象引起起的。4、2其它评定1.桥梁结构的强强度及稳定性性当荷载试验项项目比较全面面时，可采用用荷载试验主主要挠度测点点的校验系数数来评定桥梁梁结构的强度度和稳定性。。检算时用荷荷载试验后的的桥梁检算系系数Z2代替相关的桥桥梁检算系数数Z1，对桥梁结构构抗力效应予予以提高或折折减。2.地基与基础当试验荷载作作用下墩台沉沉降、水平位位移及倾角较较小，符合上上部结构检算算要求，卸载载后变位基本本恢复时，可可认为地基与与基础在检算算荷载作用下下能正常工作作。当试验荷荷载作用下墩墩台沉降、水水平位移及倾倾角较大或不不稳定，卸载载后变位不能能恢复时，应应进一步对地地基、基础进进行探查、检检算，评价地地基基础是否否需进行加固固。3.结构的刚度要要求试验荷载作用用下，主要测测点挠度校验验系数应不大大于